Artigo técnico
Armazém Automático – Otimização do Binómio Performance/Custo Eng.o Luís Reis Neves Diretor Técnico da SEW-EURODRIVE PORTUGAL
1. INTRODUÇÃO
2. O PROBLEMA/DESAFIO
Os armazéns automáticos são sistemas
Devido à geometria da máquina, existem
complexos de elevado desempenho que
elevadas forças de inércia durante as fases
implementam um conceito logístico, tendo
de aceleração e desaceleração. No início da
em conta o fluxo de materiais, fazendo uso
aceleração a coluna move-se momentane-
de um controlo totalmente automático e
amente em sentido contrário ao do movi-
de tecnologia de informação “state-of-the-
mento, devido à sua inércia e, em seguida,
art”. Este conceito, geralmente, maximiza
executa pequenas vibrações naturais ligei-
›
Tempo de vida útil;
as saídas com uma utilização perfeita do
ramente amortecidas sobre a sua posição
›
Precisão de posicionamento;
espaço. O seu desempenho é medido atra-
central quasi-estática.
›
Comportamento no arranque e na
saída por unidade de tempo. A estratégia e
Estas vibrações restringem a operação de
›
disponibilidade de armazenamento são de-
posicionamento, tendo assim um impacto
cisivamente determinadas pela velocidade
negativo no tempo de ciclo da unidade uma
›
Tipo de alimentação;
e aceleração dos acionamentos utilizados.
vez que, primeiro, têm que baixar para um
›
Consumo energético, eficiência, energia
vés do número de entregas de entrada e de
paragem; Suavidade de operação, comportamento devido à vibração;
nível admissível antes do ciclo poder ser
regenerativa;
Num armazém automático é possível identi-
feito. Aumentar o desempenho e reduzir a
›
ficar vários movimentos, nomeadamente, a
carga dinâmica são os requisitos de opera-
›
Índice de Proteção;
translação, a elevação e o movimento dos
ção do sistema, para que as vibrações se-
›
Comissionamento, segurança funcio-
braços telescópicos. Frequentemente, estes
jam evitadas ou corrigidas.
Compatibilidade eletromagnética;
nal, manutenção.
eixos são complementados por eixos adicionais que fazem a interface do armazém com
Adicionalmente, as seguintes condições am-
o exterior. Os eixos principais são a elevação
2.1. Critérios de dimensionamento
bientais devem ser tidas em consideração:
e a translação, a qual será abordada mais
A interação entre a engenharia de aciona-
›
Temperatura ambiente;
em detalhe ao longo deste artigo.
mentos e o controlo em malha fechada,
›
Presença de agentes de limpeza;
bem como a mecânica (estática/dinâmica/
›
Armazenamento de produtos químicos;
vibração), determina o comportamento
›
Áreas com riscos de explosão;
dinâmico, assim como, o desempenho. O
›
Ambientes sensíveis ao ruído;
comportamento (estabilidade) da carga
›
Ambientes com sujidade e poeiras.
durante o movimento, particularmente na aceleração e desaceleração, tem um impacto significativo no projeto. Dependendo
3. CONDIÇÕES ADICIONAIS
dos requisitos do sistema são utilizados
Este tipo de aplicações requer que múlti-
motores controlados em velocidade ou em
plas condições adicionais sejam tidas em
posição.
conta antecipadamente, condições que vão afetar decisivamente a qualidade dos resul-
Os seguintes critérios são decisivos para a
tados.
seleção dos acionamentos: Figura 1. Armazém automático (Motion Solution
›
Massa a movimentar;
Se as condições adicionais não forem tidas
With MOVI-PLC®).
›
Resistências ao deslocamento;
em consideração e não forem tratadas anelevare
3
Artigo técnico Tabela 2. Comparação em termos de custos energéticos.
Comparação de
Variante standard
Solução com partilha de energia
Componentes do projeto
Controlo convencional: a energia libertada é dissipada via resistência de frenagem
Ligação inteligente de barramento CC e Motion Controler MOVI-PLC®
Custos energéticos/ano*
€ 7,200
€ 5,750
Consumo de energia
125%
100%
Tempo de amortização
Imediato
Redução de CO2/ano
10 t
A solução com ligação do barramento CC poupa 7250€ apenas em 5 anos de operação
*Cálculos baseados no consumo de energia por ciclo, considerando 880 ciclos por dia, 350 dias por ano e 0,10 €/KWh.
5. ENERGIA REGENERADA
xos são o horizontal e o vertical. Normalmente, a estrutura
Com os seus movimentos, o sistema gera energia, tornando-
desloca-se sobre carris, sendo que existe a possibilidade de
se num enorme sistema gerador de energia. Num design con-
acionar uma ou ambas as rodas.
vencional, uma resistência de frenagem converte para calor a energia libertada quando o acionamento vertical desce e o
No caso de trajetórias com curva, o diferencial eletrónico
acionamento horizontal desacelera. Isto, do ponto de vista
reduz as cargas transversais, possibilitando velocidades ele-
energético, é um desperdício. Ainda mais quando temos à dis-
vadas. A gestão coordenada dos movimentos possibilita a
posição meios técnicos para, eficientemente, reutilizar a ener-
partilha de energia, alcançando-se poupanças energéticas até
gia libertada, isto é, “reciclá-la”. Uma possibilidade é a ligação
25% sem comprometer o dinamismo do sistema.
do barramento CC dos variadores, conforme se pode ver nas
Esta solução possibilita poupanças de energia até 25%. A energia regenerativa produzida por um eixo pode ser diretamente consumida pelo outro, maximizando assim a eficiência global do sistema. Uma outra possibilidade é o reenvio de energia para a rede, utilizando para o efeito unidades de regeneração. Esta de facto é outra alternativa bastante interessante, tecnicamente mais complexa e que requer um investimento adicional.
6. CONCLUSÃO Os armazéns automáticos são usados para armazenar cargas de forma rápida e segura. A sua dimensão pode ser consideravelmente grande, requerendo a coordenação de forma eficiente de diversos movimentos. Os principais ei-
Figura 5. Partilha de energia entre os Variadores de Translação e da Elevação.
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tabelas apresentadas.